[發明專利]高強度一級漸變剛度板簧夾緊剛度特性的仿真計算方法

有效

• 申請號: 201710002277.1
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN107013616B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 周長城;汪曉;馬馳騁;趙雷雷;楊騰飛;王鳳娟;邵明磊
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F16F1/18
• 分類號: F16F1/18;F16F3/02;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及高強度一級漸變剛度板簧加緊剛度特性的仿真計算方法，屬于懸架鋼板彈簧技術領域。本發明可根據主簧和副簧的結構設計參數，及主簧和副簧初始切線弧高設計值，在接觸載荷仿真計算的基礎上，對高強度一級漸變剛度板簧在不同載荷下的加緊剛度特性進行仿真計算。通過樣機試驗結果對比可知，本發明所提供的高強度一級漸變剛度板簧加緊剛度特性的仿真計算方法是正確的，可得到準確可靠在不同載荷下的加緊剛度仿真計算值，為高強度一級漸變剛度板簧特性仿真奠定了可靠的技術基礎；利用該方法確保所設計板簧滿足漸變加緊剛度特性要求，提高產品設計水平、質量和性能及車輛行駛平順性；同時，還可降低設計和試驗測試費用，加快產品開發速度。

技術領域

本發明涉及車輛懸架板簧，特別是高強度一級漸變剛度板簧夾緊剛度特性的仿真計算方法。

背景技術

隨著高強度鋼板材料的出現，可采用高強度一級漸變剛度板簧，以滿足在不同載荷下的車輛行駛平順性及懸架漸變偏頻保持不變的設計要求，其中，漸變剛度板簧的夾緊剛度影響懸架系統偏頻和車輛行駛平順性，而且其漸變夾緊剛度特性，不僅與漸變剛度板簧的各片主簧和副簧的結構參數有關，而且還與主副簧開始接觸載荷和完全接觸載荷有關。因此，對于給定設計結構參數的高強度一級漸變剛度板簧，是否滿足剛度特性的設計要求，應通過仿真計算給出所設計板簧的夾緊剛度隨載荷變化特性曲線。然而，由于在漸變過程中的板簧撓度計算非常復雜，且受重疊部分等效厚度計算及接觸載荷反求關鍵問題的制約，據所查資料可知，先前國內外一直未給出高強度一級漸變剛度板簧夾緊剛度特性的仿真計算方法。隨著車輛行駛速度及其對平順性要求的不斷提高，對高強度一級漸變剛度設計板簧提出了更高要求，因此，必須建立一種精確、可靠的高強度一級漸變剛度板簧夾緊剛度特性的仿真計算方法，為高強度一級漸變剛度板簧特性仿真計算及仿真軟件開發奠定可靠的技術基礎，滿足車輛行業快速發展、車輛行駛平順性對高強度一級漸變剛度板簧的設計要求，通過剛度特性仿真計算可及時發現產品設計所存在問題，確保滿足剛度特性設計要，從而提高產品設計水平、質量和性能；同時，還可降低設計及試驗費用，加快產品開發速度。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種簡便、可靠的高強度一級漸變剛度板簧夾緊剛度特性的仿真計算方法，仿真計算流程圖，如圖1所示。板簧采用高強度鋼板，寬度為b，彈性模量為E，各片板簧為以中心穿裝孔對稱的結構，其安裝夾緊距的一半L₀為騎馬螺栓夾緊距的一半L₀；高強度一級漸變剛度板簧的一半對稱結構如圖2所示，由主簧1和副簧2構成，其中，主簧1的片數為n，各片主簧的厚度為h_i，一半作用長度為L_it，一半夾緊長度為L_i＝L_it-L₀/2，i＝1,2,…,n；副簧2的片數為m，各片副簧的厚度為h_Aj，一半作用長度為L_Ajt，一半夾緊長度為L_Aj＝L_n+j＝L_Ajt-L₀/2，j＝1,2,…,m。末片主簧的下表面與首片副簧的上表面之間的主副簧漸變間隙δ_MA，其大小是由主簧初始切線弧高與副簧初始切線弧高所決定的。當載荷達到開始起作用載荷P_k時，在騎馬螺栓夾緊距外側，末片主簧下表面與首片副簧上表面開始接觸；當載荷達到完全接觸載荷P_w時，末片主簧下表面與首片副簧上表面完全接觸。當載荷在[P_k,P_w]范圍內變化時，主簧末片下表面與副簧首片上表面的接觸位置及主副簧漸變復合夾緊剛度K_kwP隨載荷而變化，從而滿足懸架偏頻保持不變的設計要求。在高強度一級漸變剛度板簧的結構設計參數給定情況下，對其在不同載荷下的夾緊剛度特性進行仿真計算。

為解決上述技術問題，本發明所提供的高強度一級漸變剛度板簧夾緊剛度特性的仿真計算方法，其特征在于采用以下仿真計算步驟：

(1)高強度一級漸變剛度板簧的各不同片數重疊段的等效厚度計算：